Los biofilms bacterianos son biocatalizadores robustos ante cambios en las condiciones de operación, autoinmovilizados y autorregenerantes, especialmente adecuados para procesos que operan durante periodos prolongados de tiempo o aquellos en los que sustrato y/o productos pueden afectar a la viabilidad del organismo. Pseudomonas putida es una bacteria Gram-negativa formadora de biofilms que presenta numerosas ventajas como hospedador para procesos biotecnológicos. En el proyecto iGEM-UPO 2016 se pretenden utilizar métodos de ingeniería genética, ingeniería metabólica y biología sintética para implementar el uso de P. putida como plataforma para producción biotecnológica basada en biofilms. Para ello se ha realizado un diseño modular basado en dos líneas de actuación: (i) la generación de un sistema de control de la formación y dispersión del biofilm de P. putida que permita inducir la formación de un biofilm robusto o la dispersión del mismo a voluntad del usuario, y (ii) la generación de una ruta metabólica sintética que permita la bioconversión del glicerol, un subproducto de la industria del biodiésel, en un producto de valor añadido, el propionato. Para controlar el ciclo del desarrollo del biofilm pretendemos insertar de forma estable construcciones sintéticas que produzcan de forma alternativa factores que promuevan la formación del biofilm, como la diguanilato ciclasa PleD* o componentes del sistema de secreción de la adhesina LapA, o bien factores que promuevan la dispersión del biofilm, como la fosfodiesterasa YhjH o LapG. Para conseguir un derivado de P. putida que produzca propionato a partir de glicerol, se expresarán de forma regulada los genes glpF, implicado en el transporte de glicerol, y scpAB, argK y scpC, implicados en la conversión de succinato en propionato. La funcionalidad de los dos módulos se probará por separado en las estirpes indicadoras adecuadas, y finalmente se incorporarán todas las modificaciones en una única estirpe. Nuestros resultados actuales indican que nuestra estrategia de acción sobre el ciclo de desarrollo del biofilm permite controlar de forma estable y eficaz los procesos de formación y dispersión, y que la producción de GlpF promueve un crecimiento más rápido y robusto usando glicerol como sustrato.

Resumen del trabajo presentado a la XI Reunión del Grupo de Microbiología Molecular, celebrada en Sevilla del 6 al 8 de septiembre de 2016.-- et al.

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